Меню раздела

Параметры газов в выпускной системе


Изменение параметров газов в выпускной системе в общем виде описывается дифференциальными уравнениями движения, неразрывности, энергии и состояния. При этом считают, что поток газа при резком изменении площади поперечного сечения трубопровода, в разветвлениях, у концов трубопровода и т.д. претерпевает разрывы. Это позволяет использовать для описания граничных и начальных условий метод распада произвольного разрыва. Решение уравнений проводят методом характеристик с использованием ЭВМ.
В случае, когда необходимо определить только параметры газов перед турбиной или объем выпускной системы, можно использовать квазистационарный метод баланса масс газов. В этом методе параметры газов в отдельных объемах выпускной системы, на которые условно делится выпускная система, считаются постоянными. Трением и теплообменом газа со стенками трубопровода пренебрегают. Уравнение баланса масс газа в этом случае, масса газа в выпускной системе; Оа и С7ат-массы газа, вытекающего соответственно из цилиндра и через турбину при скоростях газа, равных скорости звука в соответствующих органах, т.е. (10а = Цв/Вар<&; (1Сат = цт/т^тРт^; М» и Мр-числа Маха, Цв/в и цт/т ~ эффективные проходные сечения, а и егг-скорости звука, р и рт - плотности газа соответственно в выпускных органах и турбине.
Коэффициенты, учитывающие изменение расхода газа при различных условиях истечения, в критериальной форме можно записать в следующем виде: при надкритическом перепаде давлений, где р и р1 - давления до и после со ответствующих органов.
Используя уравнение состояния, после преобразований для конечного промежутка времени можно записать, где пн и /н- соответственно частота вращения коленчатого вала и длина участка выпускного трубопровода, проходимого волной возмущения за время на номинальном режиме, /н = = ав Агн; I' - приведенная длина выпускной системы, Г = Vр, Vр и-соответственно объем и площадь сечения выпускного трубопровода.
Изменение параметров газа в цилиндре двигателя и эффективные проходные сечения выпускных органов и турбины в данном случае считаются известными.
При расчете весь период выпуска условно делят на небольшие промежутки продолжительностью 2-5° угла поворота коленчатого вала, в течение которых параметры газа считают постоянными. Зная параметры газа в начале выбранного промежутка времени, по уравнению определяют значение параметров в конце промежутка. Затем определяют температуру газа в выпускной системе в зависимости от параметров газа в цилиндре по уравнению и определяют параметры газа в конце следующего промежутка времени и т.д.
Площадь поперечного сечения выпускного трубопровода при объединении в одном трубопроводе двух-трех неперекрывающихся по фазе выпусков при импульсном наддуве в выполненных конструкциях четырехтактных дизелей с наддувом (рк = 0,24-0,25 МПа) равна 1,0-1,3 максимальной площади проходного сечения выпускных клапанов. При этом площадь соплового аппарата турбины на один трубопровод составляет 0,4-0,5 максимальной площади проходного сечения выпускных клапанов.